Hubble snimio galaksiju-sočivo i tako priprema teren za teleskop Roman

Na prvi pogled glavnu ulogu na novom snimku svemirskog teleskopa Hubble igra velika prečkasta spiralna galaksija, ali pravu vrijednost krije njegov donji desni ugao. Tamo se, prema saopćenju NASA-e, nalazi gravitaciono sočivo – pojava u kojoj gravitacija bliže galaksije uvećava i izobličuje svjetlost druge, mnogo udaljenije galaksije iza nje.

Kako navodi NASA, snimak je dio šire serije posmatranja gravitacionih sočiva koja Hubble obavlja u pripremi za naučni rad novog teleskopa Nancy Grace Roman.

Dvije galaksije u rijetkom poravnanju

Gravitaciono sočivo nastaje kada masa objekta u prvom planu, kakva je galaksija, iskrivi prostor-vrijeme. Svjetlost koja prolazi pored tog objekta savija se, izobličuje i pojačava, slično kao kroz ogromno sočivo. Za to je potrebno precizno, slučajno poravnanje bliže i udaljenije galaksije, tako da svjetlost iz pozadine obilazi galaksiju u prednjem planu.

U ovom slučaju ulogu sočiva ima eliptična galaksija udaljena oko 4,5 milijardi svjetlosnih godina. Svjetlost koju od nje danas vidimo krenula je prema nama u vrijeme kada se naš Sunčev sistem tek formirao. Galaksija u pozadini udaljena je oko osam milijardi svjetlosnih godina, gotovo dvostruko više.

Udaljena galaksija na snimku se ne vidi kao cjelina, nego kao par lukova: jedan veliki i jasno uočljiv gore lijevo od eliptične galaksije, a drugi znatno manji, ogledalna slika iste galaksije, dolje desno. U NASA-inom saopćenju takva konfiguracija naziva se parom luk–protivluk.

Vaga za tamnu materiju

Što je galaksija u prednjem planu masivnija, njeno sočivo je jače i svjetlost se snažnije savija. Mjerenjem izobličenja pozadinske galaksije istraživači mogu izračunati koliko mase sadrži galaksija koja djeluje kao sočivo.

To ima veliku ulogu u proučavanju tamne materije – nevidljive materije koja čini većinu mase u svemiru. Vidljiva materija nije dovoljna da objasni stepen izobličenja pozadinske galaksije, pa astronomi iz te razlike, kako navodi NASA, mogu odrediti i ukupnu masu galaksije koja djeluje kao sočivo i udio tamne materije u njoj.

Šta se još vidi na snimku

Gotovo svi objekti na snimku su galaksije, uz tek nekoliko razbacanih zvijezda iz prednjeg plana. Velika prečkasta spiralna galaksija, nazvana tako jer se njeni kraci pružaju iz prečke zvijezda u središtu, otprilike je veličine našeg Mliječnog puta, za koji astronomi također smatraju da je prečkasta spirala. Mala spirala lijevo od nje mogla bi biti njena satelitska galaksija, slično Velikom i Malom Magellanovom oblaku koji kruže oko Mliječnog puta.

Hubble i Roman kao tim

Dva teleskopa gledaju svemir na različite načine. Hubble posmatra prvenstveno u vidljivom i ultraljubičastom dijelu spektra, uz dio infracrvenog, dok Roman radi uglavnom u infracrvenom području i dijelom u vidljivom. Hubble daje oštre snimke pojedinačnih objekata visoke rezolucije, a Roman ima znatno šire vidno polje pogodno za panorame.

Ta razlika određuje i njihove uloge u istraživanju gravitacionih sočiva. Hubble ih može posmatrati samo jedno po jedno, dok će Romanov široki pogled na nebo donijeti mnogo veći uzorak takvih sočiva. Prema NASA-i, astronomi zato već koriste Hubbleove oštre snimke za izradu računarskog modela koji bolje analizira izobličenja izazvana tamnom materijom, a taj alat kasnije će im pomoći u obradi Romanovih velikih snimaka. Saradnja će ići i u suprotnom smjeru: Hubble će naknadno detaljnije posmatrati zanimljiva sočiva koja Roman otkrije.